Page 20 - 白楊17.FIT)
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2.實驗?zāi)康? 軌道是多核系統(tǒng)遙
淵1冤 進一步理解分子軌道理論相關(guān)知識內(nèi)容遙 3.3 原子軌道線性組合及原則
淵2冤 基本掌握量子計算軟件 Gaussian 的使用操 分子軌道可以由分子中原子軌道波函數(shù)的線性
作袁 并優(yōu)化分子構(gòu)型和繪制分子軌道遙 組合而得到 淵LCAO院 Linear Combination Of Atomic
淵3冤 嘗試?yán)糜嬎闼媒Y(jié)果分析解決基本問 Orbitals冤袁 有幾個原子軌道就可以線性組合成幾個
題遙 分子軌道 淵圖 1冤遙 組合的結(jié)果有以下三種情況遙
3.實驗原理 淵 1冤 成 鍵 分 子 軌 道 淵 Bonding Molecular
3.1 量子化學(xué)軟件與基礎(chǔ)知識 Orbital冤院 分子軌道中一部分由對稱性匹配的兩個原
Gaussian 是目前最常用的量子化學(xué)計算軟件袁 子軌道疊加而成袁 兩核間電子的概率密度增大袁 其
最新版本是 2016 年的 C.01 版遙 其功能十分強大袁 能量較原來的原子軌道能量低袁 有利于成鍵袁 則稱
可以完成幾何優(yōu)化堯 振動分析堯 勢能面掃描堯 計算 為 野成鍵軌道冶遙
NMR 等多種任務(wù)遙 本實驗采用的是 Windows 系統(tǒng) 淵 2冤 反 鍵 分 子 軌 道 淵 Antibonding Molecular
深 下的軟件袁 相比 Linux 系統(tǒng)而言袁 幾乎不需要專業(yè) Orbital冤院 同時袁 這些對稱性匹配的兩個原子軌道也
度 的計算機知識遙 該軟件的輸入文件以 *.gjf 結(jié)尾 會相減形成另一種分子軌道袁 其結(jié)果是兩核間電子
教
研 淵gaussian job file冤袁 輸出文件以 *.out 或 *.log 結(jié)尾遙 的概率密度減小袁 其能量較原來的原子軌道能量
窯
課 此外還可以通過%chk 關(guān)鍵詞產(chǎn)生 *.chk 文件袁 存儲 高袁 不利于成鍵袁 則稱為 野反鍵軌道冶遙
程 計算時產(chǎn)生的重要數(shù)據(jù)袁 例如能量堯 結(jié)構(gòu)堯 分子軌 淵 3冤 非 鍵 分 子 軌 道 淵 Nonbonding Molecular
研
究 道等袁 為后續(xù)的波函數(shù)分析提供依據(jù)遙 Orbital冤院 這是一種特殊情況袁 由于組成分子軌道的
量子化學(xué)計算的精度是由理論方法和基組共同 原子軌道的空間對稱性不匹配袁 原子軌道沒有有效
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決定的遙 密度泛函理論 淵Density Functional Theory袁 重疊袁 組合得到的分子軌道較原來的原子軌道能量
DFT冤 是目前主流的一類理論方法袁 其理論核心在 沒有明顯差別袁 所得的分子軌道則稱為 野非鍵軌
于院 體系基態(tài)的能量堯 波函數(shù)以及體系的各種性 道冶遙
質(zhì)袁 都是體系基態(tài)的電子密度分布的泛函遙 對于常
規(guī)分子體系袁 常用于幾何優(yōu)化和振動分析的泛函有
B3LYP堯 M06-2X 和 PBE0 等幾種遙 由于密度泛函
具有一定的經(jīng)驗性 淵但不能因此將其認(rèn)為是半經(jīng)驗
的冤袁 不同的泛函在處理同一問題時得到的結(jié)果有
時來去甚大袁 對于不同的體系需要根據(jù)經(jīng)驗選擇不
同的泛函遙
3.2 分子軌道概念
原子在形成分子時袁 所有電子都有貢獻袁 分子 圖 1 原子軌道線性組合成分子軌道
中的電子不再從屬于某個原子袁 而是在整個分子空 3.3 軌道三原則
間范圍內(nèi)運動袁 在分子中電子的運動空間狀態(tài)可以 原子軌道線性組合成分子應(yīng)滿足軌道三原則院
用相應(yīng)的分子軌道波函數(shù) 追 來描述袁 即為 野分子 淵1冤 對稱性匹配原則院 只有對稱性匹配的原子
軌道冶 淵Molecular Orbital冤遙 分子軌道與原子軌道 軌道才能組合成分子軌道遙 原子軌道有 s堯 p堯 d 等
的主要區(qū)別在于院 在原子中袁 電子的運動只受 1 個 各種類型袁 從它們的角度分布函數(shù)的幾何圖形可以
原子核的作用袁 原子軌道是單核系統(tǒng)遙 而在分子系 看出袁 它們對于某些點堯 線堯 面等有著不同的空間
統(tǒng)中袁 電子則在所有原子核勢場作用下運動袁 分子 對稱性遙 對稱性是否匹配袁 可根據(jù)兩個原子軌道的
